CN111536138A - 一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯及其制备方法，属于推力杆胶芯领域。一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯，包括空心摩擦焊销轴、橡胶体、左挡圈和右挡圈，所述空心摩擦焊销轴主要包括左端头和右端头；所述左端头和右端头通过摩擦焊固定相连，且所述左端头和右端头内均采用空心结构；所述橡胶体套接在左端头和右端头的外壁，所述左挡圈和右挡圈分别设置在橡胶体的左右两端，且所述左挡圈和右挡圈分别套接在左端头和右端头上；本发明质量稳定，锻坯易成型，材料利用率高，成本低，重量轻，且焊接强度高于母材，焊接强度有保证。

Description

一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯及其制备方法
技术领域
本发明涉及推力杆胶芯技术领域，尤其涉及一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯及其制备方法。
背景技术
现在社会汽车工业发展迅速，节能减排要求不断提高，汽车轻量化的研究得到越来越广泛的重视，重卡上下推力杆定杆是汽车底盘悬架中的重要部件，担负传递驱动力和刹车力的重要作用，和车桥、平衡轴车架横梁组成四连杆悬架机构，让车桥按设计的姿态行驶。在汽车制造中扮演着重要角色；由此，对汽车制造产业中，推力杆杆的性能要求越来越高，在制造过程中减轻汽车重量，节约原材料，减少能耗，从而达到汽车轻量化的目标，而推力杆胶芯是推力杆总成中的核心部件，主要由销轴、垫圈和天然橡胶组成，胶芯的销轴目前全部采用热锻技术获得，销轴两端细中间粗，锻造不易成型，且只能做成实心状态，原材料利用率低，价格高，模具消耗大，设备投入大，不符合节能减排的发展趋势。
随着科学技术的进步和国民经济的发展，有些厂家虽然提出了空心铸造轴销的设计，重量虽然有所下降，但铸造轴销成本更高，空心部分为了去除砂芯，必须在合适的位置留有工艺孔，然后在注胶硫化时将孔堵死，防止橡胶流入空心部位，工艺十分复杂，难以被市场接受，为此，我们提出一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯及其制备方法，有利于降低成本，降低重量，非常符合市场需求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯，包括空心摩擦焊销轴、橡胶体、左挡圈和右挡圈，所述空心摩擦焊销轴主要包括左端头和右端头；
所述左端头和右端头通过摩擦焊固定相连，且所述左端头和右端头内均采用空心结构；
所述橡胶体套接在左端头和右端头的外壁，所述左挡圈和右挡圈分别设置在橡胶体的左右两端，且所述左挡圈和右挡圈分别套接在左端头和右端头上。
优选的，所述左端头和右端头均为空心结构，且空心端口处为焊接部位，所述左端头和右端头在焊接部位处通过摩擦焊连接。
优选的，所述左端头与右端头为摩擦焊一体成型设置。
优选的，所述左端头和右端头上均设有圆孔。
一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯的制备方法，采用以下步骤操作：
S1，首先将空心摩擦焊销轴的端头制成毛坯。
S2，将空心摩擦焊销轴的大头部位制成空心结构，形成左端头和右端头。
S3，然后将左端头和右端头装夹固定在摩擦焊机的主轴头夹具和床身夹具内，使左端头和右端头上的焊接部位相对；
S4，开动摩擦焊机，根据预先设定的焊接程序将左端头和右端头焊接在一起；
S5，在摩擦焊完成后的左端头和右端头上套接橡胶体以及左挡圈和右挡圈，将其安装在推力杆内即可。
优选的，步骤S4中的焊接程序具体为：一级摩擦--二级摩擦摩--顶锻--保压。
优选的，焊接程序中的一级摩擦时间为2s，压力为1.5吨；二级摩擦时间为5s，压力为5吨；顶锻压力为15吨；保压时间为5s。
与现有技术相比，本发具备以下有益效果：
1、该轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯，此新工艺推力杆胶芯销轴杆是在普通热锻结构的基础上优化而来，在原有的工艺和设计基础上，改变外形成型工艺和结构连接方式，首创为摩擦焊工艺，设计为高强度、高可靠性新工艺推力杆空心胶芯销轴，高效率和低成本、低投入，提高了客户的利益。
2、该轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯，采用独立的左端头和右端头，左端头和右端头的材料相同，且锻造加工为空心，且两个独立的左端头和右端头通过摩擦焊机摩擦焊接而成，摩擦参数采用：一级摩擦时间为2秒，压力为1.5吨；二级摩擦时间为5秒，压力为5吨；顶锻压力为15吨；保压时间为5秒，采用大吨位摩擦焊机，提高了焊接速度和强度，安全系数同步提高。
3、该轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯，结构简洁，锻造难度降低，重量轻，材料利用率高，无锻造缺陷，取代了实心结构和两端细的锻造工艺，在推力杆领域属于国内首次采用，焊接强度高于母材，工艺简单，成品率高，焊接效率高，每只销轴比老实心结构，重量降低了30%，且价格降低了30%，因此空心铸造销轴结构价格低且强度高，采用大吨位摩擦焊机，提高了焊接速度和强度，销轴安全系数等同原设计，有益于后续硫化橡胶工序的销轴加热速度和温度均匀性，提高了橡胶硫化和粘接质量。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明质量稳定，锻坯易成型，材料利用率高，成本低，重量轻，且焊接强度高于母材，焊接强度有保证。
附图说明
图1为本发明提出的一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯的结构示意图一；
图2为本发明提出的一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯的结构示意图二；
图3为本发明提出的一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯的结构示意图三；
图4为本发明提出的一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯剖视的结构示意图。
图中：1、空心摩擦焊销轴；101、左端头；102、右端头；103、圆孔；2、橡胶体；201、左挡圈；202、右挡圈。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例：
参照图1-4，一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯，包括空心摩擦焊销轴1、橡胶体2、左挡圈201和右挡圈202，空心摩擦焊销轴1主要包括左端头101和右端头102；
左端头101和右端头102通过摩擦焊固定相连，且左端头101和右端头102内均采用空心结构；
橡胶体2套接在左端头101和右端头102的外壁，左挡圈201和右挡圈202分别设置在橡胶体2的左右两端，且左挡圈201和右挡圈202分别套接在左端头101和右端头102上。
左端头101和右端头102均为空心结构，且空心端口处为焊接部位，左端头101和右端头102在焊接部位处通过摩擦焊连接。
左端头101与右端头102为摩擦焊一体成型设置。
左端头101和右端头102上均设有圆孔103。
本发明中，此新工艺推力杆胶芯销轴杆是在普通热锻结构的基础上优化而来，在原有的工艺和设计基础上，改变外形成型工艺和结构连接方式，首创为摩擦焊工艺，设计为高强度、高可靠性新工艺推力杆胶芯销轴，高效率和低成本、低投入，提高了客户的利益。
采用独立的左端头101和右端头102，左端头101和右端头102的材料相同，且锻造加工为空心，且两个独立的左端头101和右端头102通过摩擦焊机摩擦焊接而成，摩擦参数采用：一级摩擦时间为2秒，压力为1.5吨；二级摩擦时间为5秒，压力为5吨；顶锻压力为15吨；保压时间为5秒，采用大吨位摩擦焊机，提高了焊接速度和强度，安全系数同步提高。
本发明结构简洁，锻造难度降低，重量轻，材料利用率高，无锻造缺陷，取代了实心结构和两端细的锻造工艺，在推力杆领域属于国内首次采用，焊接强度高于母材，工艺简单，成品率高，焊接效率高，每只销轴比老实心结构，重量降低了30%，且价格降低了30%，因此采用空心铸造销轴结构价格低且强度高，采用大吨位摩擦焊机，提高了焊接速度和强度，销轴安全系数等同原设计，有益于后续硫化橡胶工序的销轴加热速度和温度均匀性，提高了橡胶硫化质量。
实施例2：
一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯的制备方法，采用以下步骤操作：
S1，首先将空心摩擦焊销轴1的端头制成毛坯。
S2，将空心摩擦焊销轴1的大头部位制成空心结构，形成左端头101和右端头102。
S3，然后将左端头101和右端头102装夹固定在摩擦焊机的主轴头夹具和床身夹具内，使左端头101和右端头102上的焊接部位相对；
S4，开动摩擦焊机，根据预先设定的焊接程序将左端头101和右端头102焊接在一起；
S5，在摩擦焊完成后的左端头101和右端头102上套接橡胶体3以及左挡圈301和右挡圈302，将其安装在推力杆内即可。
步骤S4中的焊接程序具体为：一级摩擦--二级摩擦摩--顶锻--保压。
焊接程序中的一级摩擦时间为2s，压力为1.5吨；二级摩擦时间为5s，压力为5吨；顶锻压力为15吨；保压时间为5s。
由于当前国内外重卡底盘推力杆胶芯的轴销均为实心工艺，存结构重量大，锻造难度大，材料利用率低，价格高，轻量化优势不明显，生产价格较高，市场经济性和竞争力较差，因此市场迫切需要有更加合理更加节能、价格低廉的轻量化新***应用于重卡市场，使其重量更轻，受力更为合理，更加适应当前市场轻量化和节能减排的发展需求，本发明针对以上技术问题，以及对重卡车底盘部件多年的研究和探索，以国内现有的技术为基础，设计研发了此轻量化摩擦焊推力杆空心销轴，此技术的设计研发促进了国内重卡行业的发展。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯，其特征在于，包括空心摩擦焊销轴（1）、橡胶体（2）、左挡圈（201）和右挡圈（202），所述空心摩擦焊销轴（1）主要包括左端头（101）和右端头（102）；
所述左端头（101）和右端头（102）通过摩擦焊固定相连，且所述左端头（101）和右端头（102）内均采用空心结构；
所述橡胶体（2）套接在左端头（101）和右端头（102）的外壁，所述左挡圈（201）和右挡圈（202）分别设置在橡胶体（2）的左右两端，且所述左挡圈（201）和右挡圈（202）分别套接在左端头（101）和右端头（102）上。
2.根据权利要求1所述的一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯，其特征在于，所述左端头（101）和右端头（102）均为空心结构，且空心端口处为焊接部位，所述左端头（101）和右端头（102）在焊接部位处通过摩擦焊连接。
3.根据权利要求1所述的一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯，其特征在于，所述左端头（101）与右端头（102）为摩擦焊一体成型设置。
4.根据权利要求3所述的一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯，其特征在于，所述左端头（101）和右端头（102）上均设有圆孔（103）。
5.一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯的制备方法，包括权利要求1-4任一项所述的一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯，其特征在于，采用以下步骤操作：
S1，首先将空心摩擦焊销轴（1）的端头制成毛坯。
S2，将空心摩擦焊销轴（1）的大头部位制成空心结构，形成左端头（101）和右端头（102）。
S3，然后将左端头（101）和右端头（102）装夹固定在摩擦焊机的主轴头夹具和床身夹具内，使左端头（101）和右端头（102）上的焊接部位相对；
S4，开动摩擦焊机，根据预先设定的焊接程序将左端头（101）和右端头（102）焊接在一起；
S5，在摩擦焊完成后的左端头（101）和右端头（102）上套接橡胶体（3）以及左挡圈（301）和右挡圈（302），将其安装在推力杆内即可。
6.根据权利要求5所述的一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯的制备方法，其特征在于，步骤S4中的焊接程序具体为：一级摩擦--二级摩擦摩--顶锻--保压。
7.根据权利要求6所述的一种轻量化摩擦焊推力杆空心胶芯的制备方法，其特征在于，焊接程序中的一级摩擦时间为2s，压力为1.5吨；二级摩擦时间为5s，压力为5吨；顶锻压力为15吨；保压时间为5s。
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